電磁兼容實用手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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價格:38.00元

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isbn號碼:9787111066057

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圖書標籤:

• 電磁兼容
• EMC
• 電磁乾擾
• EMI
• 屏蔽
• 接地
• 濾波
• 測試
• 標準
• 設計

現代集成電路設計中的信號完整性與電源完整性分析 圖書簡介 本書深入探討瞭現代高速集成電路（IC）設計中至關重要的兩大核心議題：信號完整性（Signal Integrity, SI）和電源完整性（Power Integrity, PI）。隨著半導體製造工藝的不斷演進，集成電路的工作頻率持續攀升，芯片內部和封裝引綫的物理尺寸急劇縮小，這使得電路的電磁效應和串擾問題日益凸顯，直接威脅到係統的可靠性和性能。本書旨在為電子工程師、IC設計人員以及相關領域的研究人員提供一套全麵、係統且實用的理論框架和設計方法論。 全書結構清晰，內容涵蓋從基礎電磁理論到復雜係統級仿真的各個層麵。我們摒棄瞭對基礎電磁學原理的冗餘迴顧，而是聚焦於這些原理在高速IC設計環境中的具體應用和量化分析。 第一部分：信號完整性基礎與建模 本部分首先確立瞭高速信號傳輸的物理基礎。我們重點分析瞭傳輸綫理論在芯片內部互連和封裝引綫上的適用性，並詳細討論瞭時域和頻域分析方法的融閤。 傳輸綫理論的高速應用： 詳細剖析瞭無損耗傳輸綫（如理想的微帶綫和帶狀綫）的特性阻抗、傳播延遲和反射現象。重點講解瞭“反射係數”和“傳輸係數”在PCB/封裝與芯片管腳連接處的實際計算方法，強調瞭阻抗匹配在減小上升沿/下降沿失真中的決定性作用。 串擾（Crosstalk）的深入分析： 串擾是高速設計中的主要乾擾源之一。本書不僅介紹瞭近端串擾（NEXT）和遠端串擾（FEXT）的傳統模型，更側重於在密集布綫環境中，如何通過“近鄰耦閤係數”和“通道模型”來量化耦閤能量。我們提供瞭基於Spice和FastHenry/FastCap提取參數的串擾仿真流程，指導讀者如何設置閤理的串擾容限（如眼睛圖的確定）。 非理想導體的效應： 實際走綫並非理想導體。本書詳細闡述瞭導體的集膚效應（Skin Effect）和趨膚深度對信號衰減的影響，以及粗糙度對高頻損耗的增加。針對片上金屬層和封裝引綫材料（銅、金等）的差異，提供瞭具體的損耗模型修正參數。 關鍵參數的提取與定義： 強調瞭上升時間（$t_r$）、過衝（Overshoot）、下衝（Undershoot）和占空比失真（Duty Cycle Distortion）等時域參數在SI分析中的量化標準，並對照JEDEC等行業標準給齣瞭不同速度等級接口（如DDRx, PCIe）的設計約束。 第二部分：電源完整性：從芯片到封裝的能量輸送網絡（PDN） 電源完整性被視為“信號完整性的基石”。本部分將PDN的分析提升到係統級的高度，著重解決噪聲、壓降和去耦策略。 PDN的阻抗建模： 核心在於分析PDN阻抗 $Z_{PDN}(omega)$。本書詳細介紹瞭如何將片上電源網絡（Plane、Via、Bond Wire）與封裝互連（Package Trace）進行統一建模。我們區分瞭DC壓降分析（IR Drop）和AC噪聲分析的需求。 IR 降（直流和低頻噪聲）： 針對片上宏單元（如PLL、ADC、CPU Core）的電流密度分布，使用有限元方法（FEM）和邊界元方法（BEM）的結閤，精確模擬瞭靜態和動態IR降。特彆關注瞭電源軌和地平麵的電阻分布對基準電壓穩定性的影響。 去耦電容（Decoupling Capacitor, Decap）優化： 提供瞭係統化的去耦策略。不再局限於簡單的“數量堆砌”，而是聚焦於電容的“有效帶寬”和“位置優化”。詳細對比瞭片上金屬層電容、片上襯底電容（MOM/MOM/MOS Cap）以及片外高頻陶瓷電容的頻率響應特性，並給齣瞭在不同頻率範圍（1MHz至數GHz）內，優化去耦網絡以滿足目標阻抗譜的步驟。 瞬態電流與電源噪聲： 針對大規模邏輯電路（如存儲器陣列、並行處理器）的開關噪聲（Simultaneous Switching Noise, SSN或Ground Bounce），本書構建瞭耦閤的電感-電阻模型，用以預測封裝過孔（Via）和引綫的寄生電感對地彈噪聲峰值的貢獻。 第三部分：高級仿真、驗證與設計實現 本部分將理論與實踐相結閤，提供瞭現代EDA工具鏈下的高級驗證流程。 IBIS/Touchstone模型的應用與局限性： 詳細闡述瞭IBIS（I/O Buffer Information Specification）模型在信號反射和驅動能力分析中的應用，以及Touchstone（S參數）模型在通道建模中的優勢。重點討論瞭如何從Spice模型反嚮推導或驗證S參數模型的準確性，尤其是在處理非綫性負載（如DDR PHY）時需要注意的陷阱。 全波電磁場（EM）仿真： 介紹瞭用於精確分析高密度互連（HDI）結構、引綫鍵閤（Bonding Wire）和封裝級電磁耦閤的3D/2.5D全波仿真方法。強調瞭在設計初期（Layout vs Schematic階段）利用EM仿真指導關鍵互連結構優化的必要性。 設計規則檢查（DRC）與設計流程集成： 提供瞭將SI/PI分析結果轉化為可執行的PCB/IC設計規則清單（Checklist）的方法。內容包括最小間距、拐角處理、地平麵分割的最佳實踐以及電磁屏蔽（Shielding）技術的應用。 交叉學科考量： 簡要探討瞭電磁兼容性（EMC）與信號/電源完整性之間的內在聯係，指齣SI/PI的優化是實現低輻射（Emission）和高抗擾度（Immunity）的基礎。 本書的特點在於其強烈的工程實用性，文中包含大量實際案例數據和關鍵設計公式，旨在幫助工程師快速診斷和解決高速電路設計中遇到的實際瓶頸問題，確保産品在苛刻的性能指標下穩定運行。目標讀者群體將能直接應用書中所述的方法論來指導下一代高速芯片和闆級的物理實現。

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